This work deals with a telemetry system for agricultural mechanization, using GSM / GPRS and ZigBee Radio Frequency. The whole system is a mechanism for collecting and transmitting data at one point moving to a fixed basis, with a system integration and validation. The system gives priority to transmit GSM / GPRS, permitting as an alternative transmission over ZigBee, controlled common mechanism for failure detection, in case of loss of the GSM / GPRS connection the alternative transmission begins, as the system tries to establish a new connection with the priority transmission , thus making the transmission system redundant. The results were satisfactory as the system ensured the transmission of data with fault tolerance and redundantly in remote locations and different reliefs. / O presente trabalho aborda a pesquisa e o desenvolvimento de um sistema de telemetria para a mecanização agrícola e utiliza tecnologia de transmissão de dados sobre telefonia móvel, GSM/GPRS e Rádio Frequência, através do Zigbee. O sistema como um todo consiste em um mecanismo de coleta e transmissão de dados em um ponto móvel para uma base fixa, com uma forma de integração e validação dos dados. O sistema dá prioridade para a transmissão GSM/GPRS e deixa como alternativa a transmissão por ZigBee, controlado por um mecanismo de detecção de falhas que, em caso de perda da conexão do GSM/GPRS, começa a transmissão alternativa, enquanto o sistema tenta restabelecer uma conexão com a transmissão prioritária e torna o sistema de transmissão redundante. Os resultados alcançados foram satisfatórios pois o sistema garantiu a transmissão dos dados com tolerância a falhas e de forma redundante em locais remotos e de relevos diferenciados.

In the near future, the integration of GSM and GPRS services will bring the wireless personal communication networks into a new era. With the extreme growth in the number of users for contending limited resources, an efficient channel allocation scheme for GSM/GPRS users become very important. Currently, existing channel allocation schemes do not consider the various characteristics of traffic classes. Consequently, users can not obtain their optimal channel resources in delivering different types of traffic. In this thesis, a preemptive channel allocation mechanism is introduced for GSM/GPRS cellular networks. Based on the call requests, for different types of services, we classify the traffic into GSM, real-time GPRS and non-real-time GPRS. Two channel thresholds are defined. TGSM/GPRS is used to separate the channels between GSM and GPRS users, while TGPRS_rt is used to separate the channels between real-time and non-real-time GPRS users. Since the two thresholds can be dynamically adjusted based on the number of call requests, the channel utilization is increased and less resources are wasted. Note that in our proposed scheme, high-priority users¡]i.e., GSM handoff calls¡^can preempt the channels being used by low-priority users¡]i.e., non-real-time GPRS calls¡^. Hence, the call blocking probability of high-priority calls can be significantly reduced and their quality of services can be guaranteed as well. We build a 3-D Markov Chain mathematical model to analyze our proposed channel allocation schemes. The parameters of our interests include the call blocking probability, the average number of active calls, the average call completion rate and the overall channel utilization. To verify our mathematical results, we employ OPNET simulator to simulate the proposed schemes. Through the mathematical and simulation results, we have observed that with the preemptive channel allocation, the high-priority calls¡]i.e., GSM and real-time GPRS¡^can achieve relatively low blocking probability while slightly increasing the blocking probability of non-real-time GPRS calls. Besides, the overall channel utilization is greatly improved due to the appropriate channel allocation.

<p>In today's GSM system there is a complex resource situation when it comes to the scarce TDMA channels in the air interface, the time slots. There are both voice call services that use one or a half time slot and there are packet data users, that may share time slots with other packet data users, and they can use multiple channels at the same time. Allocating time to users is a crucial part in the system and it may affect the performance for the end user substantially.</p><p>In the future there may be more types of services than just voice and packet data and that these services may have specific demands on their channels, time slots. That means they would not be able to use just any of the available channels. The way to "give" services channels is what is called channel allocation. In this thesis four different services and three different principles for channel allocation is implemented in a Matlab simulator and simulated. The thesis goal is to determine which principle is best for which mix of services.</p><p>The principles that have been investigated are Flexible Algorithm that lets all services use all channels, Fix Dedication Algorithm where all channels are dedicated to a service and only can be used by that one and finally Soft Dedication Algorithm where all channels are dedicated to a service but may be used by other services when it is not needed by the preferred one.</p><p>The conclusion is, simplified, that the Soft Dedication Algorithm generates low blocking rates, high bandwidth and that it is a quite robust principle although the borrowing user may be preempted. It may not always be the best one but over all it is the one to prefer.</p> / <p>Detta examensarbete är utfört på uppdrag av och i samarbete med Ericsson och rör kanal- och resurshantering i GSM-systemet.</p><p>Ett ständigt problem vid trådlös och mobil kommunikation är den begränsade mängd frekvenser som finns tillgängliga i radiogränssnittet och hur pass nära två radioresursers frekvenser kan ligga varandra. I GSM används TDMA (Time Division Multiple Access) för att få plats med många användare på ett smalt frekvensband. TDMA innebär förenklat att tiden delas upp i åtta tidsluckor och att varje användare får tillgång till en av radioresurserna under en sådan tidslucka (kanal). Detta gäller både i upp- och nedlänk.</p><p>I nuläget finns två tjänster, paketdata och tal, som använder tidsluckorna på olika sätt. En talanvändare använder en eller en halv lucka själv medan paketdataanvändare kan dela på en eller flera luckor. Det finns alltså en mängd olika sätt att allokera, "dela ut", dessa luckor till ett givet antal användare. I nuläget har man en väl fungerande algoritm för detta men man tror att det i framtiden kommer att finnas fler tjänster med mer specifika krav på sina tidsluckor (kanaler) och att man då inte längre kan använda samma princip för kanalallokeringen.</p><p>I detta exjobb har tre nya, enkla och renodlade principer för kanalallokering undersökts för fyra fiktiva tjänster. Det tre principerna är Flexible Algorithm, där alla tjänster tillåts använda alla kanaler, Fix Dedication Algorithm, där alla kanaler är dedicerade till någon tjänst och endast kan användas av just denna tjänst; och slutligen Soft Dedication Algorithm som fungerar liknande den föregående men här kan tjänster "låna" kanaler av andra tjänster så längs som de är lediga. I Soft Dedication Algorithm kan en eventuell "låntagare" bli avbruten om en användare av rätt tjänst inte hittar en ledig kanal.</p><p>Utvärdering har skett genom att simulera systemet i en, delvis egengjord, Matlabsimulator.</p><p>Resultaten visar, förenklat, att Soft Dedication Algorithm är den bästa vad gäller låg blockering, kanalutnyttjande och även bandbredder. Den är även förhållandevis robust mot variationer i last.</p>

In today's GSM system there is a complex resource situation when it comes to the scarce TDMA channels in the air interface, the time slots. There are both voice call services that use one or a half time slot and there are packet data users, that may share time slots with other packet data users, and they can use multiple channels at the same time. Allocating time to users is a crucial part in the system and it may affect the performance for the end user substantially. In the future there may be more types of services than just voice and packet data and that these services may have specific demands on their channels, time slots. That means they would not be able to use just any of the available channels. The way to "give" services channels is what is called channel allocation. In this thesis four different services and three different principles for channel allocation is implemented in a Matlab simulator and simulated. The thesis goal is to determine which principle is best for which mix of services. The principles that have been investigated are Flexible Algorithm that lets all services use all channels, Fix Dedication Algorithm where all channels are dedicated to a service and only can be used by that one and finally Soft Dedication Algorithm where all channels are dedicated to a service but may be used by other services when it is not needed by the preferred one. The conclusion is, simplified, that the Soft Dedication Algorithm generates low blocking rates, high bandwidth and that it is a quite robust principle although the borrowing user may be preempted. It may not always be the best one but over all it is the one to prefer. / Detta examensarbete är utfört på uppdrag av och i samarbete med Ericsson och rör kanal- och resurshantering i GSM-systemet. Ett ständigt problem vid trådlös och mobil kommunikation är den begränsade mängd frekvenser som finns tillgängliga i radiogränssnittet och hur pass nära två radioresursers frekvenser kan ligga varandra. I GSM används TDMA (Time Division Multiple Access) för att få plats med många användare på ett smalt frekvensband. TDMA innebär förenklat att tiden delas upp i åtta tidsluckor och att varje användare får tillgång till en av radioresurserna under en sådan tidslucka (kanal). Detta gäller både i upp- och nedlänk. I nuläget finns två tjänster, paketdata och tal, som använder tidsluckorna på olika sätt. En talanvändare använder en eller en halv lucka själv medan paketdataanvändare kan dela på en eller flera luckor. Det finns alltså en mängd olika sätt att allokera, "dela ut", dessa luckor till ett givet antal användare. I nuläget har man en väl fungerande algoritm för detta men man tror att det i framtiden kommer att finnas fler tjänster med mer specifika krav på sina tidsluckor (kanaler) och att man då inte längre kan använda samma princip för kanalallokeringen. I detta exjobb har tre nya, enkla och renodlade principer för kanalallokering undersökts för fyra fiktiva tjänster. Det tre principerna är Flexible Algorithm, där alla tjänster tillåts använda alla kanaler, Fix Dedication Algorithm, där alla kanaler är dedicerade till någon tjänst och endast kan användas av just denna tjänst; och slutligen Soft Dedication Algorithm som fungerar liknande den föregående men här kan tjänster "låna" kanaler av andra tjänster så längs som de är lediga. I Soft Dedication Algorithm kan en eventuell "låntagare" bli avbruten om en användare av rätt tjänst inte hittar en ledig kanal. Utvärdering har skett genom att simulera systemet i en, delvis egengjord, Matlabsimulator. Resultaten visar, förenklat, att Soft Dedication Algorithm är den bästa vad gäller låg blockering, kanalutnyttjande och även bandbredder. Den är även förhållandevis robust mot variationer i last.

Mobile communication systems have continued to evolve by the release of new standards for HSPA and the release of new standards for LTE in release 8 and release 9. The new releases aim at providing higher data rates to accommodate the envisioned services of 3GPP in voice, data, image transmission, video, multimedia service and broadband services. Catering for a wide variety of services to satisfy the demands imposed on mobile networks by the user diversity and demanding applications, the air interface has been identified as the major bottleneck in the mobile networks. Network planning engineers and operators are deploying the new air interfaces in the same cell sites, which gives rise to several internetworking issues among the different air interfaces from radio resources management to service call continuity issues due to user's mobility and changing point of attachment. Deployment of different air interfaces coupled with traffic diversity requests further complicates the managements of the mobile networks. One of The main objectives of this research is to propose and evaluate solutions that address the internetworking of the different radio air interfaces in proposing a call admission control algorithm that can utilize different air interfaces capabilities and to determine which traffic types are better suited to be serviced by an interface. The proposed algorithm will consider the availability of the interface, the load of the network and the user equipment capabilities. Another main objective of this research is to propose and evaluate solutions that address changing the point of attachment of the users due to mobility in the form of handover algorithm. The proposed algorithm will consider the coverage of the node, direction and speed of the user, the network load, the air interface availability and the user equipment capabilities. Another main objective of this research is to design and implement a simulation system which includes all 3GPP standardized technologies. The simulation tool was designed as a discrete event simulation (DBS) system which includes all the standardized air interface technologies and services. The simulation tool was designed using Visual C# to take advantage of the object oriented capabilities of the Windows environment and libraries. The simulation tool was essential in evaluating the proposed algorithms in the first two objectives.

Com a necessidade da obtenção da informação ser disponibilizada em vários locais simultaneamente, mostrando resultados on-line, faz com que as redes de comunicação de dados estejam cada vez mais presentes no dia-a-dia das pessoas e das empresas obrigando a constante busca por novas técnicas e meios de estabelecer essa comunicação. Disponibilizar sistemas de monitoração, supervisão e controle de dados on-line em máquinas e equipamentos em tempo real, não é uma tarefa nada fácil. Na estratégia de investimento, a escolha apropriada da rede e o meio de estabelecer essa comunicação na integração dos diversos equipamentos distribuídos em locais diferentes (remotos) é um fator importante para o sucesso dos dados que se queiram monitorar. O presente trabalho mostra as tecnologias de comunicação sem fio – Wireless e Celular através de uma pesquisa e estudo de caso feito em Laboratório da UFRGS e Faculdade SATC com a criação de um protótipo de uma interface de aquisição de dados utilizando a rede celular GSM/GPRS para simular a transmissão e recepção de dados para o monitoramento remoto de 02 (duas) variáveis aqui definidas como vibração da torre e desgaste de pastilha de freio em aerogerador de pequeno porte. Os dados aqui estudados mostram resultados que podem ser úteis para qualquer empresa que planeje implantar um sistema de monitoramento remoto através da Rede Celular (GSM/GPRS). Apesar de no experimento ter sido utilizado variáveis de um aerogerador, são mostradas outras aplicações possíveis de monitoramento remoto utilizando-se o canal de comunicação ar. / With the need to obtain the information be made available in several places simultaneously, showing results online, means that the networks of communication of data are increasingly present in the day-to-day of people and businesses requiring the constant search for new techniques and means to establish such communication. Enabling systems for monitoring, surveillance and control of data online in machinery and equipment in real time, nothing is not an easy task. In investment strategy, the choice of appropriate network and the means to establish this communication in the integration of the various equipment distributed in different locations (remote) is an important factor for the success of the data that we want to track. The present work shows the wireless communication technologies-Wireless and Mobile through a search and case study done in the laboratory and UFRGS and SATC College with the creation of a prototype of an interface for data acquisition using the GSM / GPRS cellular network to simulate the transmission and reception of data to the remote monitoring of 02 (two) variables here defined as vibration of the tower and wear of the brake chip in wind power of small. The data studied here show us results that can be useful for any business that plan deploy a system for remote monitoring via the Network Mobile (GSM / GPRS). Although the experiment have used variables of a wind power, are shown other possible applications of remote monitoring using the channel of communication wireless.

Com a necessidade da obtenção da informação ser disponibilizada em vários locais simultaneamente, mostrando resultados on-line, faz com que as redes de comunicação de dados estejam cada vez mais presentes no dia-a-dia das pessoas e das empresas obrigando a constante busca por novas técnicas e meios de estabelecer essa comunicação. Disponibilizar sistemas de monitoração, supervisão e controle de dados on-line em máquinas e equipamentos em tempo real, não é uma tarefa nada fácil. Na estratégia de investimento, a escolha apropriada da rede e o meio de estabelecer essa comunicação na integração dos diversos equipamentos distribuídos em locais diferentes (remotos) é um fator importante para o sucesso dos dados que se queiram monitorar. O presente trabalho mostra as tecnologias de comunicação sem fio – Wireless e Celular através de uma pesquisa e estudo de caso feito em Laboratório da UFRGS e Faculdade SATC com a criação de um protótipo de uma interface de aquisição de dados utilizando a rede celular GSM/GPRS para simular a transmissão e recepção de dados para o monitoramento remoto de 02 (duas) variáveis aqui definidas como vibração da torre e desgaste de pastilha de freio em aerogerador de pequeno porte. Os dados aqui estudados mostram resultados que podem ser úteis para qualquer empresa que planeje implantar um sistema de monitoramento remoto através da Rede Celular (GSM/GPRS). Apesar de no experimento ter sido utilizado variáveis de um aerogerador, são mostradas outras aplicações possíveis de monitoramento remoto utilizando-se o canal de comunicação ar. / With the need to obtain the information be made available in several places simultaneously, showing results online, means that the networks of communication of data are increasingly present in the day-to-day of people and businesses requiring the constant search for new techniques and means to establish such communication. Enabling systems for monitoring, surveillance and control of data online in machinery and equipment in real time, nothing is not an easy task. In investment strategy, the choice of appropriate network and the means to establish this communication in the integration of the various equipment distributed in different locations (remote) is an important factor for the success of the data that we want to track. The present work shows the wireless communication technologies-Wireless and Mobile through a search and case study done in the laboratory and UFRGS and SATC College with the creation of a prototype of an interface for data acquisition using the GSM / GPRS cellular network to simulate the transmission and reception of data to the remote monitoring of 02 (two) variables here defined as vibration of the tower and wear of the brake chip in wind power of small. The data studied here show us results that can be useful for any business that plan deploy a system for remote monitoring via the Network Mobile (GSM / GPRS). Although the experiment have used variables of a wind power, are shown other possible applications of remote monitoring using the channel of communication wireless.

Com a necessidade da obtenção da informação ser disponibilizada em vários locais simultaneamente, mostrando resultados on-line, faz com que as redes de comunicação de dados estejam cada vez mais presentes no dia-a-dia das pessoas e das empresas obrigando a constante busca por novas técnicas e meios de estabelecer essa comunicação. Disponibilizar sistemas de monitoração, supervisão e controle de dados on-line em máquinas e equipamentos em tempo real, não é uma tarefa nada fácil. Na estratégia de investimento, a escolha apropriada da rede e o meio de estabelecer essa comunicação na integração dos diversos equipamentos distribuídos em locais diferentes (remotos) é um fator importante para o sucesso dos dados que se queiram monitorar. O presente trabalho mostra as tecnologias de comunicação sem fio – Wireless e Celular através de uma pesquisa e estudo de caso feito em Laboratório da UFRGS e Faculdade SATC com a criação de um protótipo de uma interface de aquisição de dados utilizando a rede celular GSM/GPRS para simular a transmissão e recepção de dados para o monitoramento remoto de 02 (duas) variáveis aqui definidas como vibração da torre e desgaste de pastilha de freio em aerogerador de pequeno porte. Os dados aqui estudados mostram resultados que podem ser úteis para qualquer empresa que planeje implantar um sistema de monitoramento remoto através da Rede Celular (GSM/GPRS). Apesar de no experimento ter sido utilizado variáveis de um aerogerador, são mostradas outras aplicações possíveis de monitoramento remoto utilizando-se o canal de comunicação ar. / With the need to obtain the information be made available in several places simultaneously, showing results online, means that the networks of communication of data are increasingly present in the day-to-day of people and businesses requiring the constant search for new techniques and means to establish such communication. Enabling systems for monitoring, surveillance and control of data online in machinery and equipment in real time, nothing is not an easy task. In investment strategy, the choice of appropriate network and the means to establish this communication in the integration of the various equipment distributed in different locations (remote) is an important factor for the success of the data that we want to track. The present work shows the wireless communication technologies-Wireless and Mobile through a search and case study done in the laboratory and UFRGS and SATC College with the creation of a prototype of an interface for data acquisition using the GSM / GPRS cellular network to simulate the transmission and reception of data to the remote monitoring of 02 (two) variables here defined as vibration of the tower and wear of the brake chip in wind power of small. The data studied here show us results that can be useful for any business that plan deploy a system for remote monitoring via the Network Mobile (GSM / GPRS). Although the experiment have used variables of a wind power, are shown other possible applications of remote monitoring using the channel of communication wireless.

O crescente aumento da demanda de tráfego nas redes celulares vem aumentando a necessidade de uma melhor utilização dos recursos do sistema, já que sua expansão é custosa. Nas estações rádio base (ERB), a disponibilidade de largura de faixa de freqüências é limitada e desta maneira, em uma rede de comunicação móvel celular, o controle de admissão de chamadas exerce grande influência no desempenho do sistema, pois determina a utilização de banda das ERBs e se uma determinada quantidade de recursos (banda) será alocado ou não para uma determinada chamada. O desempenho da rede pode ser atrelado a determinados parâmetros, como a probabilidade de bloqueio de novas chamadas, probabilidade de bloqueio de chamadas handoff e a utilização de banda da rede. Este trabalho propõe um controle de admissão de chamadas que, no atendimento de uma chamada, faz o empréstimo de banda de chamadas em andamento na célula no caso de banda insuficiente. O sistema adota um mecanismo heurístico que determina a banda disponível para novas chamadas conforme os valores de certos parâmetros do sistema. O empréstimo de banda é realizado em chamadas em andamento nas células até níveis mínimos estabelecidos para cada tipo de chamada, que se diferenciam pelas necessidades de banda de cada uma. O algoritmo foi aplicado às bandas e características de uma rede de terceira geração (3G), que possui chamadas de voz, videoconferência, interação multimídia, e-mail, downloads e transferência de arquivos e a uma rede GSM/GPRS (global system for mobile communications/ general packet radio service), que possui chamadas de voz e de dados. Os resultados mostram melhorias na probabilidade de bloqueio de novas chamadas, probabilidade de bloqueio de handoff e na utilização de banda do sistema. / The recent growth in traffic loads in cellular networks has seen the need for a better use of system resources as its expansion is expensive. In the base transceiver station (BTS), the bandwidth availability is limited. Thus, in cellular networks the call admission control greatly influences the system performance because it determines the bandwidth use of the BTSs and if an amount of resources will or will not be allocated to a call. The network performance can be evaluated by parameters such as blocking probability of new calls, dropping probability of handoff calls and bandwidth use. This work proposes a call admission control that carries out the bandwidth borrowing when a call arrives and there is not enough bandwidth. The system makes use of a heuristic mechanism that determines the available bandwidth for the new calls according to some parameter values of the system. The bandwidth borrowing is applied to the cell ongoing calls until the minimum levels for each type are met. The algorithm was applied to the bandwidths and characteristics of a third generation cellular network, which supports voice calls, videoconference, multimedia interaction, e-mails, downloads and file transfers. It was also applied to a GSM/GPRS (global system for mobile communications/ general packet radio service), which supports voice and data calls. The results show improvements in the blocking probability of new calls, dropping probability of handoff calls and in the bandwidth use of the system.

O crescente aumento da demanda de tráfego nas redes celulares vem aumentando a necessidade de uma melhor utilização dos recursos do sistema, já que sua expansão é custosa. Nas estações rádio base (ERB), a disponibilidade de largura de faixa de freqüências é limitada e desta maneira, em uma rede de comunicação móvel celular, o controle de admissão de chamadas exerce grande influência no desempenho do sistema, pois determina a utilização de banda das ERBs e se uma determinada quantidade de recursos (banda) será alocado ou não para uma determinada chamada. O desempenho da rede pode ser atrelado a determinados parâmetros, como a probabilidade de bloqueio de novas chamadas, probabilidade de bloqueio de chamadas handoff e a utilização de banda da rede. Este trabalho propõe um controle de admissão de chamadas que, no atendimento de uma chamada, faz o empréstimo de banda de chamadas em andamento na célula no caso de banda insuficiente. O sistema adota um mecanismo heurístico que determina a banda disponível para novas chamadas conforme os valores de certos parâmetros do sistema. O empréstimo de banda é realizado em chamadas em andamento nas células até níveis mínimos estabelecidos para cada tipo de chamada, que se diferenciam pelas necessidades de banda de cada uma. O algoritmo foi aplicado às bandas e características de uma rede de terceira geração (3G), que possui chamadas de voz, videoconferência, interação multimídia, e-mail, downloads e transferência de arquivos e a uma rede GSM/GPRS (global system for mobile communications/ general packet radio service), que possui chamadas de voz e de dados. Os resultados mostram melhorias na probabilidade de bloqueio de novas chamadas, probabilidade de bloqueio de handoff e na utilização de banda do sistema. / The recent growth in traffic loads in cellular networks has seen the need for a better use of system resources as its expansion is expensive. In the base transceiver station (BTS), the bandwidth availability is limited. Thus, in cellular networks the call admission control greatly influences the system performance because it determines the bandwidth use of the BTSs and if an amount of resources will or will not be allocated to a call. The network performance can be evaluated by parameters such as blocking probability of new calls, dropping probability of handoff calls and bandwidth use. This work proposes a call admission control that carries out the bandwidth borrowing when a call arrives and there is not enough bandwidth. The system makes use of a heuristic mechanism that determines the available bandwidth for the new calls according to some parameter values of the system. The bandwidth borrowing is applied to the cell ongoing calls until the minimum levels for each type are met. The algorithm was applied to the bandwidths and characteristics of a third generation cellular network, which supports voice calls, videoconference, multimedia interaction, e-mails, downloads and file transfers. It was also applied to a GSM/GPRS (global system for mobile communications/ general packet radio service), which supports voice and data calls. The results show improvements in the blocking probability of new calls, dropping probability of handoff calls and in the bandwidth use of the system.